地理变化检测总结解读Word下载.docx

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遥感影像成像时由于受到许多种因素的影响，会使遥感影像的几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状发生不规则变形等变形，这种变形称为几何畸变，针对几何畸变的误差校正称为几何校正。

10.配准：

指将不同的数据处理成统一的基准，以便于进行比较，检测变化。

11.图像配准：

指将不同时间、不同传感器（成像设备）、不同条件下（天候、照度、摄影位置和角度等）获取的两幅或多幅图像进行匹配、叠加使得影像上的同名点精度对准的过程，实质是影像之间的相对几何校正。

12.构造差异：

指将不同的数据进行处理，以突出、检测、提取这些数据之间的差异，即我们需要的变化。

13.尺度：

在地理信息科学中尺度被定义为研究的某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，同时又可以指某一现象或过程在空间上或时间上所涉及到的范围和发生频率。

他表征着对研究的对象细节的掌握程度，是自然过程或观测活动在时、空上的特征度量。

14.现象尺度：

指地理现象（事物、过程）本身格局和变化过程尺度，是地球表层系统中地理现象所固有，是现实决定的，不由人的意识决定，也称为本征尺度。

15.测度尺度：

指地理现象（事物、过程）观察、测量、采样时所依据的规范和标准，包括取样单元的大小，精度，间隔距离和幅度等，也称为采样尺度。

16.分析尺度：

指根据观测或测度结果，根据实际需要通过一定的信息处理对地理信息的分析与表达，也称为表征尺度。

17.地理信息的时间尺度和空间尺度：

指在观察或研究某一地物现象时所采用的时间或空间尺度限定，通常指地理现象在时间或空间上所涉及到得范围，同时包括时间与空间的间隔，频率、粒度。

18.地理信息的语义尺度：

指地理信息所表达的地理实体、地理现象组织层次大小以及区分组织层次的分类在地理信息语义上的界定，体现了对地理实体类的概括程度。

19.尺度依赖性：

指地理信息特征随着数据尺度的不同发生变化，从而引起目标的结构和目标之间相互关系的改变。

20.尺度不变性：

指在一定尺度范围内地理信息表征内容的稳定性。

21.尺度一致性：

有两层含义：

一指观测尺度与表征尺度的一致性与匹配，即选择合适的时间、空间和语义尺度；

一指对地理现象合适的表达、分析与模拟要求时间尺度、空间尺度及语义尺度相一致与匹配。

22.幅度：

指地理信息所表征的地理现象的广度和范围。

空间幅度就是这空间的范围、面积，时间幅度指时间所持续的长度，幅度对于语义层次来讲则是地理信息所表达的地理事物类型及类型的层次。

23.粒度：

指地理信息中最小单元所表示的特征长度、面积、体积。

时间粒度指地理信息采样计量的时间精度或者单位，采样频率等。

对于语义尺度来讲，粒度指地理信息中最小地理单元所表示的意义以及层次。

24.特征提取与检测：

指从参考影像与待配准影像上检测和提取特征的过程。

25.特征匹配：

对两幅图像中已发现的特征进行相似性度量计算，使其达到极值，实现最佳配准。

26.重采样：

指依据待配准影像上的灰度值，计算新位置上的灰度值，以获得与参考影像同一坐标下的配准影像。

二、填空

1.地理国情特征：

宏观性、整体性、综合性。

2.地理国情主要包括三种信息：

感知信息、统计信息和分析信息。

感知信息：

指直接或间接获取并能够反映在地图、遥感影像、GIS等介质上的地理信息，诸如：

地形、道路、水系、居民地等信息。

统计信息：

在感知信息的基础上利用统计等技术手段统计分析所获得的数据，如：

国土面积，湖泊面积等。

分析信息：

指通过对不同时间段的地理信息动态监测，揭示监测对象的变化规律，分析其现实内涵和自身特点，预测其未来的发展演化趋势和方向。

地理检测与分析就是使用感知信息得到分析信息的过程，其使用的数据源就是感知信息，主要包括：

遥感数据、现有地理信息数据和实地观测数据。

3.地理变化检测的变化类型：

主体出现和消失、主体范围扩大和缩小、主体位置和高度变化、主体性质变化。

4.变化检测预处理的内容：

几何校正、辐射校正、影像镶嵌、影像融合等

5.变化检测选择数据源考虑因素：

特性、时相、分辨率、数据质量、价格因素、数据获取难度等因素。

分辨率：

空间分辨率（目标的空间细节在遥感影像中可分辨的最小尺寸），光谱分辨率（传感器所记录的电磁反射波谱中某一特定波长范围，是对遥感影像光谱细节的分辨能力的表达），时间分辨率（对同一目标的序列图像成像时间间隔，也称为卫星轨道的覆盖周期）和辐射分辨率（指传感器能分辨的目标反射或辐射的电磁辐射强度的最小变化量）。

6.数据质量的评判标志：

含云量、侧视角、影像色彩等

7.尺度分类：

现象尺度（本征尺度）、测度尺度（采样尺度）、分析尺度（表征尺度）。

8.尺度的维数：

空间尺度、时间尺度和语义尺度。

9.尺度的组分：

幅度、粒度、频度、间隔、比率（比例尺、速率）等。

10.尺度特性：

尺度依赖性、尺度不变性、尺度一致性。

11.变化检测的基准：

空间基准、时间基准、尺度基准、地学编码基准和精度基准。

12.可视化变化检测的方法：

假彩色合成法、波段替换法和交替显示法。

13.造成地理变化的因素：

自然因素（气候变化、自然灾害），人文因素（政策因素、经济因素，人口因素和科技因素）。

补充：

14.地理变化检测和分析技术的核心内容和目标：

发现变化、分析变化。

15.地理国情监测的主要技术：

遥感综合监测技术；

内外业一体化调查技术；

多源数据融合与处理技术；

地理国情信息提取与解译技术；

地理要素的变化检测技术；

地理国情信息统计与分析技术；

地理国情监测数据动态管理与可视化技术等。

16.地理国情监测的主要内容：

航天航空遥感影像获取；

重要的地理国情信息普查；

地理国情动态监测信息系统建设；

重要地理国情信息全国性监测；

典型地理国情信息监测；

地理国情监测技术、指标与标准体系。

17.尺度选择的原则：

科学性原则和经济性原则。

18.空间基准包括：

水平基准（地心坐标系，参心坐标系地方独立坐标系）和高程基准。

19.地学编码解决的差异：

不同信息源使用多种术语；

相同概念在不同的信息源中表达不同的含义；

各信息源使用不同的结构来表示相同（或相似）概念信息；

各信息源中的概念之间存在着各种联系，但因为各信息源的分布自治性，这种隐含的联系不能体现出来。

20.特征匹配的关键是目标函数的构建。

常用函数有：

基于灰度的方法，基于变换域的方法，互信息（用来衡量两个随机变量之间的统计依赖度）。

21.遥感影像变化监测的结果与地物的真实变化情况会存在一定的误差，误差包括：

遥感影像的成像误差；

数据配准误差；

辐射校正误差；

变化监测方法误差；

数据类型转换误差以及作业人员的操作误差。

三、简答

1．变化检测与地理变化检测之间的关系

答：

地理变化检测是变化检测的子集，变化有多种，包括了地理变化和其他信息变化而地理上没有变化的现象。

变化监测是地理变化检测的前身，变化检测的出现与发展推动了地里变化检测的出现与发展，因此变化检测的技术方法同样影响着地理变化检测的技术与方法。

2．地理变化检测与遥感变化检测的区别与联系

联系：

都隶属于变化检测，都是为了检测某个物体的状态变化或确定某种现象的变化发展过程的一种技术。

区别：

地理变化检测是从检测对象方面进行定义的变化检测，遥感变化检测则是从技术方法上定义的变化检测；

地理变化检测可以使用遥感的方法，也可以使用实地调查的方法，使用遥感变化检测方法也可以对很多对象进行检测，而不局限于地理目标或现象。

3．地理变化检测的基础

1.物质基础：

世界的物质性；

世界变化性；

世界的多样性

2.数据基础：

数据源的多种类，多精度，多角度，多时相

3.理论基础：

众多变化检测与分析的理论和方法

4.支撑技术基础：

遥感技术（遥感具有宏观、动态、快速、准确和综合的优势；

遥感影像能够反映目标物体的变化；

遥感影像适合检测大范围、远距离的各种信息变化），空间定位技术，存储技术，计算技术，数据传输技术、信息分发技术、

5.应用基础：

土地利用、植被覆盖，水利、农业等。

4．地理变化检测的趋势

从数据源、处理算法和行业应用三个方面分析其趋势

1.数据源:

从低空间分辨率到高空间分辨率，从低时间爱你分辨率到高时间分辨率，从低光谱分辨率到高光谱分辨率，从单一角度到多角度，从单一种类到多种类，高、低空、全天候、全天时、数据融合，获取的有关目标的遥感数据种类越来越多，这就意味着对目标的信息就掌握的越多，对其特征掌握的就越全面，对于地物是否发生变化判断依据就更多，准确判断变化的可能性就越大，从而提高变化检测精度。

使用众源数据来提高地理变化检测的效率和精度是变化检测的发展趋势。

2.处理算法：

像素值直接相减-分类后比较-改进差值计算方法-对处理对象改进-空间变换，突出变化-改进阈值确定的方法，处理算法的趋势：

多源化和智能化，尽可能使用更多种类的数据，以更全面描述目标的特征，提高目标变化的可区分性；

引进智能算法，一方面能自适应设定阈值，提高自动化程度，另一方面提高算法的效率，加快计算速度。

3.行业应用：

是实用性很强的技术，在很多应用领域发挥了重要作用，主要的应用有，比如土地利用/土地覆盖变化、城市规划与管理、农业调查、海洋和内陆水体监测和自然灾害检测等。

趋势：

应用规模越来越大，应用深度也越来越深；

普及化、专业化。

5．地理变化检测的难点

1.缺乏系统的变化检测理论：

目前整个变化检测的流程都是传统遥感方法的扩展，是对原有方法的修补甚至是根据变化检测的结果来确定应用的深度和广度。

即便是完全一样的数据，使用不同的检测方法有时会得出截然不同的检测结果，有时在局部取得较好的效果的方法，在整个区域的效果也未必好，这都是源于对理论基础的缺乏。

2.缺乏数据源选取方法：

面对如此众多各具特点的数据源如何取舍，如何使用成了目前难点。

众数据源性质不一，分辨率不一，尺度不一，精度不一，需要统一标准，才能融合使用。

此外，这对不同的应用，也需要考虑使用何种数据比较合适，不仅要根据应用的尺度、精度要求来选择，还要考虑数据的可获取性，性价比等，目前也没有成熟的方法和方案。

3.检测内容和目标不明确:

在客观世界中，目标的变化非常复杂。

有些变化同时包含了多种类型的变化，有些变化整体中包含了局部的相反变化，有些变化检测本身就没有精确定义检测内容和目标，要求是模糊的。

4.变化检测方法不足：

尽管很多变化方法使用不同的数据，在不同的应用中取得了成果，但总的来说，这些方法都不具有普遍意义，由于缺乏对目标变化特性的深入理解，缺乏完善的基础理论指导，变化检测的技术方法不足以达到地理国情监测的需求。

5.没有统一的质量评价指标：

变化检测是地理国情监测的重要产品和成果，必须要用统一的标准来衡量以确保其在大范围的地理国情监测应用中的权威性和一致性，然而，由于变化检测的理论缺乏，方